• 한국통신학회논문지
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• 제34권1C호
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• pp.21-27
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• 2009

지수의 signed digit representation을 사용하여 타입 II 최적정규기저에 의해 결정되는 $GF(2^n)$상의 효율적인 지수승 알고리즘을 제안한다. 제안하는 signed digit representation은 $GF(2^n)$에서 non-adjacent form(NAF)를 사용한다. 일반적으로 signed digit representation은 정규기저가 주어진 경우 사용하기 어렵다. 이는 정규 원소의 역원연산이 상당한 지연시간을 갖기 때문이다. 반면에 signed digit representation은 다항식 기저를 이용한 체에 쉽게 적용가능하다. 하지만 본 논문의 결과는 타입 II 최적정규기저(optimal normal basis, ONB), 라는 특별한 정규 기저가 지수의 signed digit representation을 이용한 효율적인 지수승 연산에 이용될 수 있음을 보인다.

• ETRI Journal
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• 제29권5호
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• pp.619-632
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• 2007

Side channel attacks are a very serious menace to embedded devices with cryptographic applications. To counteract such attacks many randomization techniques have been proposed. One efficient technique in elliptic curve cryptosystems randomizes addition chains with binary signed digit (BSD) representations of the secret key. However, when such countermeasures have been used alone, most of them have been broken by various simple power analysis attacks. In this paper, we consider combinations which can enhance the security of countermeasures using BSD representations by adding additional countermeasures. First, we propose several ways the improved countermeasures based on BSD representations can be attacked. In an actual statistical power analysis attack, the number of samples plays an important role. Therefore, we estimate the number of samples needed in the proposed attack.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.37-42
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• 2009

디지털 신호 처리 분야에서 디지털 필터는 필수불가결한 요소이다. 디지털 필터는 이진수의 곱셈 및 덧셈을 기본으로 하는 것으로 많은 연산량을 필요로 한다. 디지털 필터 내의 곱셈기는 VLSI 기술을 이용한 디지털 필터의 설계에 있어 반도체 칩 내부의 넓은 영역을 차지하고 전력의 대부분을 소비하며, 필터의 critical path를 결정하여 필터의 성능을 결정하는 중요한 요소로서 작용 한다. 본 연구에서는 특히 디지털 필터의 복잡성(complexity)를 해소하고 critical path를 줄여 필터의 연산속도를 증가시키기 위한 방법으로 2의 보수로서 표현되는 이진수를 CSD(canonical signed digit)와 MSD(minimal signed digit)로 동시에 변환하여 표현하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 VHDL로 구현하고 임의의 필터에 적용하여 필터의 critical path가 감소하는 것을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권7호
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• pp.3455-3474
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• 2018

As a unique form of signed-digit representation, non-adjacent form (NAF) minimizes Hamming weight by removing a stream of non-zero bits from the binary representation of positive integer. Thanks to this strong point, NAF has been used in various applications such as cryptography, packet filtering and so on. In this paper, to improve the NAF conversion speed of the $NAF_w$ algorithm, we propose a new NAF conversion algorithm, called w-bit Shifting Non-Adjacent Form($SNAF_w$), where w is width of scanning window. By skipping some unnecessary bit comparisons, the proposed algorithm improves the NAF conversion speed of the $NAF_w$ algorithm. To verify the excellence of the $SNAF_w$ algorithm, the $NAF_w$ algorithm and the $SNAF_w$ algorithm are implemented in the 8-bit microprocessor ATmega128. By measuring CPU cycle counter for the NAF conversion under various input patterns, we show that the $SNAF_2$ algorithm not only increases the NAF conversion speed by 24% on average but also reduces deviation in the NAF conversion time for each input pattern by 36%, compared to the $NAF_2$ algorithm. In addition, we show that $SNAF_w$ algorithm is always faster than $NAF_w$ algorithm, regardless of the size of w.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.439-446
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• 1998

본 논문에서는 다치 논리를 기본으로 한 SD 가산기 및 PD 가산기를 설계하였다. 전류 모드 CMOS 회로를 이용하여 다치 논리를 구현하였으며 부분곱으로 전압모드 CMOS 회로도 이용하였다. 설계된 회로에 대한 검증은 대부분 SPICE 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 다치 부호를 적용한 SD(Signed-Digit) 수 표현을 사용하여 자리 올림 신호의 전송이 자리수에 관계없이 1단에서 실행되게 함으로써 병렬연산의 고속화를 가능하게 하였고, 또한 M개의 다 입력을 처리하는 가산기에서는 적당한 PD(Positive-digit) 수 표현을 사용하여 가산의 단수를 줄일 수 있으므로 연산의 고속화 및 고집적화를 가능하게 하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.236-239
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• 1999

This paper describes a low-power design of decimation filter. To reduce power consumption, an approximate processing method which controls the error in canonic signed digit(CSD) coefficients is proposed. The CSD representation reduces the number of operations by representing multiplications with add and shift operations. The proposed method further reduces the number of operations by controlling the error of CSD coefficient. Processor type architecture is used to implement the proposed method. Simulation result shows that the number of operations is reduced to 56%, 35% and 10% at each approximated filter level.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.342-348
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• 2015

광대역 통신 모뎀이나 초고해상도 비디오 코덱 등과 같이 높은 데이터율을 갖는 시스템을 하드웨어로 구현할 때에는 디지털 필터의 고속 구현이 필수적이다. 디지털 필터의 임계경로는 대부분 MAC (multiplication and accumulation) 연산 회로이므로 필터 계수의 0이 아닌 비트의 갯수가 희소하다면 하드웨어 비용이 적은 덧셈기로도 디지털 필터를 고속으로 구현할 수 있다. 압축센싱은 신호의 희소 표현이나 희소 신호의 복원에 우수한 성능을 보임이 최근 연구에서 보고되고 있다. 본 논문에서는 압축센싱에 기반한 디지털 FIR 필터의 CSD (canonic signed digit) 계수를 찾는 방법을 제안한다. 주어진 주파수 응답과의 오차를 최소하면서 탐욕적 방법으로 희소한 0이 아닌 부호자리수를 찾고 잘못 선택되었던 부호자리수는 제거하는 과정을 반복한다. 설계 예를 통해 제안된 방법으로 희소한 0이 아닌 CSD 계수의 FIR 필터를 설계할 수 있음을 보인다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권5호
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• pp.537-544
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• 2017

부호가 있는 정수 표현의 특별한 형태인 NAF(non-adjacent form)는 양의 정수의 이진표현에서 0이 아닌 비트의 평균 밀도를 낮추어 해밍 웨이트를 최소화시킨다. 이러한 장점으로 인해 NAF는 다양한 분야에서 활용 가능하며 특히 암호학 분야에서 적극적으로 활용된다. 그러나 기존 NAF 변환 알고리즘은 변환 과정에서 LSB가 1이 되는 경우가 증가할수록 변환 속도가 저하되는 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 기존 NAF 변환 알고리즘의 문제점을 해결하여 NAF 변환의 속도를 향상시키기 위한 방안을 제안한다. 제안한 알고리즘의 우수성을 검증하기 위하여 저성능 8-bit 마이크로프로세서인 ATmega128에 기존 알고리즘과 제안한 알고리즘을 구현하여 다양한 입력 패턴 하에서 CPU Cycle을 측정하였다. 이를 통해 제안 알고리즘이 기존 알고리즘보다 주요 패턴 처리 시 소요 사이클 카운터를 평균 20% 향상시킬 뿐만 아니라 NAF 변환 시간을 13% 이상 감소시킴을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권12호
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• pp.1062-1070
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• 2002

본 논문은 가변길이 다중비트 코딩 알고리듬을 제안하고 DCT/IDCT(이산여현변환/역이산여현변환)설계에의 적용 과정을 제시한다 가변길이 다중 비트 코딩은 일반적인 Booth's알고리듬과 같이 중첩에 의한 다중비트 코딩을 가변적인 방법을 사용하여 그 중 2의 멱승이 되는 부분 즉 2k의 SD(Signed Digit)을 생성하는 방법이다. 이렇게 발생된 SD는 곱셈에 있어서 2k의 부분적(Partial Product)을 생성하게 되고 이로 인해 필요한 하드웨어는 단순한 덧셈기와 쉬프트 연산에 필요한 플립플롭만 필요하게 되므로 설계과정에 있어서 칩의 면적과 속도 면에서 효율적인 방법이다. 본 논문에서는 이 알고리듬의 정의 및 증명과정과 실제 알고리듬 적용을 위한 DCT/IDCT의 설계방법을 논의하고 제작한 IDCT의 결과에 대해 논의한다. 설계된 IDCT칩은 병렬 고속 처리를 위한 8개의 PE(Processing Element)와 하나의 전치 메모리를 사용한 방법으로 54MHz에서 400Mpixels/sec의 동작속도를 가지며 HDTV 및 MPEG 디코더에 적용하여 동작을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3087-3093
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• 2009

디지털 필터는 다양한 디지털 신호처리 분야에서 필수 불가결하게 사용되는 기본 요소이다. 디지털 필터는 이진수의 덧셈과 곱셈을 기본 연산으로 하기 때문에 이진수로 나타낸 필터의 계수 및 차수에 의해 연산 속도, 전력소비 등의 성능이 결정 될 뿐만 아니라 VLSI 기술을 이용하여 디지털 필터가 반도체 칩으로 제작되는 경우, 칩의 면적에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 디지털 필터의 성능을 개선하기 위하여 2의 보수로 표현되는 이진 필터 계수 데이터들에 대하여 0 디지트의 개수를 최대로 표현할 수 있도록 하는 두 가지 알고리즘을 적용하여 필터의 연산속도를 증가 시키고, 공통 부분식 소거법을 적용하여 필터의 덧셈 연산을 간소화 시키며 곱셈 연산을 shift 연산으로 대체하여 디지털 필터 설계를 간단히 할 수 있는 방법을 제시하였다. 제안한 방법은 FPGA를 이용한 디지털 필터로 구현하여 성능을 평가하였다.